JPH0760072B2

JPH0760072B2 - 対向流型熱交換器

Info

Publication number: JPH0760072B2
Application number: JP60139767A
Authority: JP
Inventors: 孝西田
Original assignee: 西田鉄工株式会社
Priority date: 1985-06-26
Filing date: 1985-06-26
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPS62791A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、例えば住宅等における室内環境を快適にする
ために側壁等に装着されている換気装置に付設して用い
ることにより室内の熱エネルギーが大気に放出されてし
まう所謂、室内の放熱ロスを極力抑制する機能をもつた
熱交換器で、詳しくは室内空気と外気といつた相互に熱
交換すべき二つの流体を対向して流動させるように構成
してある対向流型熱交換器に関する。

〈従来の技術〉この種の熱交換器として従来から知られているものに第
８図で示すような構成のものがある。それは多数本の両
端切りパイプ（02A）を互いに平行姿勢に配置するとと
もに、それらパイプ（02A）群の両端部に対向配置した
円板形の管板（09）・（09）間に亘つて、前記パイプ
（02A）群をそれらの両端が管板（09）・（09）を貫通
して外方に開口する状態で固定連結して熱交換要素（0
2）を構成させ、この熱交換要素（02）を、筒軸心方向
の両端部中央位置に一方の流体の入口部（05A）と出口
部（05B）を有し、かつ筒軸芯方向両端近くで互いに180
度位相を異にする側面位置に他方の流体の入口部（06
A）と出口部（06B）を有する円筒状ケース（01）内に収
納固定し、もつて、入口部（05A）、パイプ（02A）群の
内部孔、及び出口部（05B）をもつて一方の流体通路（0
5）を構成するとともに、入口部（06A）、パイプ（02
A）群外側の円筒状ケース（01）の内部空間（01A）、及
び出口部（06B）をもつて他方の流体通路（06）を構成
したものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉上記の如くパイプ群を利用した熱交換器においては、二
つの流体の流線方向が互いに交差するように構成するこ
とによつて流体どうしの前記パイプ群を介しての有効熱
交換面積を大きくとれ、熱交換効率を高め得るのであ
る。

仮りに、二つの流体の流線方向が互いに平行又はそれに
近い平行対向流である場合は、パイプ群を利用したこと
による熱交換効率面での効果が半減するのである。その
意味において上述した従来構成のものでは、パイプ（02
A）群の内部孔を含む一方の流体通路（05）の流線とパ
イプ（02A）群外側の円筒状ケース（01）の内部空間（0
1A）を含む他方の流体通路（06）の流線とが交差する形
態を有し、同一径、同一長さで同一本数のパイプ群を使
用して構成される平行対向流のものに比べて熱交換面積
を大きく確保でき、それだけ熱交換効率も高い効果があ
る。

然し乍ら、第８図で示した上述従来構成のものにおいて
は、パイプ群が互いに平行でかつ円筒状、円柱状に配置
されたものであるから、交差対向流形態をとるために
は、一方の流体通路（06）の入口部（06A）及び出口部
（06B）を、円筒状ケース（01）の側面で互いに位相
（回転位相）を異にした位置に開口形成する必要があつ
て、構成が複雑で製作面で不利であり、その上、一方の
通路（06）での流体の流れ状況をみてみるとパイプ軸芯
方向の一端部に相当する入口部（06A）から入つた流体
の大部分が出口部（06B）に向かつて斜行流動して排出
される傾向にあり、従つて、パイプ群の実質有効熱交換
面積はパイプ群の全表面積の略２分の１相当と小さく、
パイプ群利用による効果が未だ十分に発揮されていない
問題があつた。

〈問題点を解決するための手段〉本発明はかかる実情に鑑み、簡単な構成でパイプ群によ
る熱交換効率を最大限に発揮させ得るようにする点に目
的を有する。

この目的を達成するために本発明に係る対向流型熱交換
器は、両端切りパイプの多数本を相互に近接する状態
で、かつ、略截頭円錐形の筒状に配置して熱交換要素を
構成し、この熱交換要素を円筒状ケースの筒軸線方向の
両端部内、外に夫々区画形成された吸排気部の各一方に
パイプ群の両端が開口する状態で前記円筒状ケース内に
固定位置させてこれらパイプ群の内部孔をもつて一方の
流体通路を構成するとともに、前記パイプ群にて形成さ
れる隙間及び熱交換要素で囲まれた略截頭円錐形状の空
間をもつて他方の流体通路を構成したものである。

〈作用〉上記の如き構成を有する本発明に係る対向流型熱交換器
による時は、熱交換すべき流体の一方を、前記パイプ群
の内部孔を含む一方の流路内を通過流動させるととも
に、他方の流体を、パイプ群の隙間を含む他方の流路内
を通過流動させることによつて、両流体はそれら流線が
互いに交差する状態で対向的に流れ乍ら熱交換させられ
るに至るのであるが、この時、後者の流体は略截頭円錐
形筒状の熱交換要素の外周面略全域からパイプ群の隙間
を経て、該熱交換要素で囲まれた略截頭円錐形状の空間
に至るといつた流れを呈し、これによつてパイプ群の略
全表面積が熱交換面となり、効率の良い熱交換作用が行
なわれるのである。

〈実施例〉以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図乃至第５図において、（2A）は例えば紙、プラス
チツク、布類等、湿気を吸収、発散透過させるような材
料から構成された両端切りパイプであつて、このパイプ
（2A）の多数本を相互に近接する状態で、かつ全体とし
て略截頭円錐形の筒状に配置するとともに、筒軸芯方向
の両端近くで仕切板（10）・（10）を介して固定保持す
ることにより、顕熱ならびに潜熱ともに交換可能な熱交
換要素（２）を構成する。

（１）は前記熱交換要素（２）の最大径と略等しい径を
有する円筒状ケースであつて、その筒軸芯方向の両端部
には、該ケース（１）と同芯状態で短筒体（３）及び
（４）を固定配置することによつて、内外で夫々区画さ
れた状態の吸排気部（3A）・（3B）及び（4A）・（4B）
が形成されている。そしてこの円筒状ケース（１）内に
前記熱交換要素（２）を、前記パイプ（2A）群の両端が
一方の吸気部（3A）及び他方の排気部（4B）に開口する
状態で固定支持させることによつて、前記パイプ（2A）
群の全内部孔（2a）・・をもつて、一方の流体通路
（５）を構成するとともに、前記パイプ（2A）群にて形
成される隙間（2B）及び前記熱交換要素（２）で囲まれ
た略截頭円錐形状の空間（2C）をもつて他方の流体通路
（６）を構成したものである。

第６図は上記構成の熱交換器を換気装置における室内空
気と外気との熱交換に利用して、室内換気時における室
内からの放熱ロスを抑制すべく構成したもので、前記円
筒状ケース（１）の一方の吸排気部（4A）・（4B）側
に、単一モータ（７）を介して一方向に回転させること
によつて前記吸排気部（4A）・（4B）に夫々連通接続の
内外二重の通気路（11A）・（11B）に互いに逆向きの送
風作用を発揮するフアン（８）を連結させてある。

第７図は上記実施例の改良形であつて、前記熱交換要素
（２）を構成するパイプ（2A）群をその軸芯方向の途中
で円筒状ケース（１）の軸芯側に屈曲させたものであ
り、この場合は熱交換面積を一層増大できる利点があ
る。

尚、上記実施例のものにおいて、パイプ（2A）群の密度
を第１図で示すように略截頭円錐形の大径側ほど大なる
ように構成することによつてこれらパイプ（2A）群の外
側を横断流動する流体の流れをスムーズにできるもので
ある。

また、パイプ（2A）の構成材料としては、例えば銅のよ
うに顕熱移動が良好で潜熱の移動のない材料であつても
良い。

〈発明の効果〉以上詳述したことからも明らかなように、本発明に係る
対向流型熱交換器は、（１）熱交換すべき流体が互いにその流線交差状態で対
向流動するばかりでなく、その交差対向流の範囲をパイ
プ群軸芯方向で非常に広くとることができるから、既記
従来構成のものと比較してパイプ群の実質有効熱交換面
積が著しく大で、熱交換効率を顕著に増進できる。

（２）しかも、パイプ群の配置構成を略截頭円錐形の筒
状とすることによつて、二つの流体通路夫々の吸排気部
を同一又は略同一面内において内外同芯状に形成するこ
とができ、従つて、二つの流体の出入口構成が簡単なも
のとなり、全体としての製作も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は
縦断側面図第２図及び第３図は第１図II−II線及びIII
−III線矢視図、第４図及び第５図は夫々要部の拡大縦
断側面図、第６図は本発明熱交換器を利用して構成した
換気装置の全体概略縦断側面図、第７図は別の実施例を
示す縦断側面図、第８図は従来例の縦断側面図である。（１）は円筒状ケース、（２）は熱交換要素、（2A）は
パイプ、（3A）・（4A）は吸気部、（3B）・（4B）は排
気部、（５）・（６）は夫々流体通路、（７）はモー
タ、（８）はフアンである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端切りパイプ（2A）の多数本を相互に近
接する状態で、かつ、略截頭円錐形の筒状に配置して熱
交換要素（２）を構成し、この熱交換要素（２）を円筒
状ケース（１）の筒軸線方向の両端部内、外に夫々区画
形成された吸排気部（3A）・（3B）、（4A）・（4B）の
各一方（3A）・（4B）にパイプ（2A）群の両端が開口す
る状態で前記円筒状ケース（１）内に固定位置させてこ
れらパイプ（2A）群の内部孔をもつて一方の流体通路
（５）を構成するとともに、前記パイプ（2A）群にて形
成される隙間（2B）及び熱交換要素（２）で囲まれた略
截頭円錐形状の空間（2C）をもつて他方の流体通路
（６）を構成してあることを特徴とする対向流型熱交換
器。
【請求項２】前記パイプ（２）群が湿気を吸収、発散、
透過させるような材料から構成されている特許請求の範
囲第項に記載の対向流型熱交換器。
【請求項３】前記パイプ（２）群が潜熱移動のない材料
から構成されている特許請求の範囲第項に記載の対向
流型熱交換器。
【請求項４】前記円筒状ケース（１）が前記一方の吸排
気部（4A）・（4B）側に、単一モータ（７）による一方
向回転によつて互いに逆向きの送風作用を発揮するフア
ン（８）を備えたものである特許請求の範囲第項に記
載の対向流型熱交換器。